論文の概要: Programmable Bell State Generation in an Integrated Thin Film Lithium Niobate Circuit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.18079v1
- Date: Sun, 22 Jun 2025 15:53:20 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-24 19:06:36.735205
- Title: Programmable Bell State Generation in an Integrated Thin Film Lithium Niobate Circuit
- Title（参考訳）: 窒化リチウム薄膜集積回路におけるプログラマブルベル状態発生
- Authors: Andreas Maeder, Robert J. Chapman, Alessandra Sabatti, Giovanni Finco, Jost Kellner, Rachel Grange,
- Abstract要約: 絡み合いは暗号、センシング、計算などの量子技術の中心である。
リチウムニオブ酸イオン絶縁体(LNOI)上の再構成可能なフォトニック集積回路を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 38.21654538903223
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Entanglement is central to quantum technologies such as cryptography, sensing, and computing. Photon pairs generated via nonlinear optical processes are excellent for preparing entangled states due to their long coherence times and compatibility with fiber optic networks. Steady progress in nanofabrication has positioned lithium niobate-on-insulator (LNOI) as a leading platform for monolithic integration of photon pair sources into optical circuits, leveraging its strong second-order nonlinearity. Here, we present a reconfigurable photonic integrated circuit on LNOI, which combines two on-chip photon pair sources with programmable interferometers, enabling generation of entangled states. The pair sources achieve a source brightness of MHz nm$^{-1}$ mW$^{-1}$ while maintaining a coincidence-to-accidental ratio above 100. We successfully interfere the two sources with $99 \pm 0.7$ % visibility, demonstrating the indistinguishability required for producing entanglement on-chip. We show preparation of any of the maximally entangled Bell states with fidelity above 90 % verified by quantum state tomography. These results establish LNOI as a compelling, scalable platform to explore integrated quantum photonic technologies enabled by high-brightness sources of entangled quantum states.
- Abstract（参考訳）: 絡み合いは暗号、センシング、計算などの量子技術の中心である。
非線形光学プロセスによって生成される光子対は、長いコヒーレンス時間と光ネットワークとの整合性のために絡み合った状態を作るのに優れている。
ナノファブリケーションの定常的な進歩は、リチウムニオブ酸イオン絶縁体(LNOI)を光子対光源を光回路にモノリシックに統合するための主要なプラットフォームとして位置づけ、その強い二階非線形性を活用している。
本稿では、2つのオンチップ光子対源とプログラム可能な干渉計を組み合わせたLNOI上の再構成可能なフォトニック集積回路について述べる。
光源の輝度はMHz nm$^{-1}$ mW$^{-1}$で、一致事故比は100以上である。
我々は99$pm 0.7$ %の可視性で2つのソースを干渉し、チップ上で絡み合うのに必要な不明瞭さを実証した。
量子状態トモグラフィーにより90%以上の忠実度を有する最大絡み合うベル状態のいずれかの調製法を示す。
これらの結果はLNOIをエンタングルド量子状態の高輝度ソースによって実現される統合量子フォトニクス技術を探るための説得力のあるスケーラブルなプラットフォームとして確立する。
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